استخدام أقطاب كهربائية لفك تشفير الأفكار:
اشتراك أكثر من 100 عضلة في عملية إنتاج الكلام:
إنشاء ملفات صوتية بناءً على الإشارات:
الاعتماد على إشارات التحكم فقط:

قام الباحثون في جامعة كاليفورنيا بتطويرنظاماً تقني جديد، بحيث يمتاز هذا النظام بإمكانيات الذكاء الاصطناعي المتقدمة، حيث باستطاعة هذا النظام القيام تسجيل الإشارات الصادرة من دماغ الإنسان عند التكلم والتحدث، ليتم بعد ذلك تحويل هذه الإشارات إلى كلام مفهوم، بحيث قد تم ذلك من خلال استعمالهم لأقطاب كهربائية، قد تم وضعها على قشر الدماغ البشري، وذلك بهدف ترجمة الموجات الدماغية إلى كلمات يدركها ويفهمها الكمبيوتر، ويُعد هذا تطوراً لافتاً ومميزاً في هذا القطاع، ولربما قد يتجه إليه ويعتمد عليه في المستقبل القريب، وذلك لدعم الأشخاص الذين فقدوا القدرة على الكلام.



فمن خلال هذا النظام عندما يتحدث الإنسان، يقوم المخ بإرسال إشارات من القشرة الحركية إلى العضلات في الفك والشفتين والحنجرة، وذلك لتنسيق حركتهم واصدار الصوت، حيث أنّ الدماغ يترجم الأفكار، وكل ما ترغب بقوله وما يدور في تفكيرك إلى حركات عضلية تنفذ من قبل الأحبال الصوتية، وهذا ما قد حاولوا فك تشفيره.



 استخدام أقطاب كهربائية لفك تشفير الأفكار:



وكما استخدم العلماء الذكاء الاصطناعي مسبقاً لترجمة كلمات مفردة تتكون في الغالب من مقطع لفظي واحد، من خلال نشاط الدماغ، حيث إن تحقيق قفزة من مقطع لفظي واحد إلى جمل يمثل تحدياً كبيراً من الناحية الفنية وهو أحد الأشياء التي تجعل العمل الحالي في هذه التقنيات والابتكارات مثيرًا للإعجاب.


قام العلماء والباحثين بتطوير عملية مؤلفة من مرحلتين على قسمين، وذلك لفهم وفك شيفرة هذه الأفكار البشرية، وذلك من خلال استعمال مجموعة من الأقطاب الكهربائية التي تم وضعها بتدخل جراحي، حيث قد تم وضعها على جزء من الدماغ الذي يتحكم في الحركة، وكما قد تم استخدام أجهزة الكمبيوتر، بهدف محاكاة وظيفة الأحبال الصوتية، وذلك من أجل إعادة إصدار الكلام المسموع.



حيث قد تم خلال دراستهم بالعمل مع خمسة من الأشخاص المشاركين معهم ممّن قد تم تركيب هذه الأقطاب الكهربائية جراحياً على سطح القشرة الحركية، وذلك كجزء من علاجهم للصرع، وكما بقد تم الطلب من هؤلاء الأشخاص قراءة 101 جملة بصوت مرتفع، وقد احتوت هذه الجمل على كلمات وعبارات تغطي جميع الأصوات باللغة الانجليزية، في حين سجل الفريق الإشارات المرسلة من القشرة الحركية أثناء الكلام.



اشتراك أكثر من 100 عضلة في عملية إنتاج الكلام:



في تركيبتنا البشرية هناك ما يقارب المئة عضلة المخصصة لاستخدامها للقدرة على الكلام، بحيث يتم التحكم فيها عن طريق عدة مجموعات من الخلايا العصبية التي تعمل في وقت واحد بآلية شديدة التعقيد، ولذلك ليس من البساطة رسم خرائط الإشارات من قطب واحد إلى عضلة واحدة لتفسير أوامر الدماغ للفم، ولهذا قام الفريق بتدريب خوارزمية لإعادة إنتاج صوت كلمة منطوقة من مجموعة الإشارات المرسلة إلى الشفاه والفك واللسان بناء على تدريب مسبق، وكما كان الأداء الجيد ممكنًا عند تدريب الجهاز على 25 دقيقة فقط من الكلام، وتم تحسين وحدة فك الترميز مع المزيد من البيانات.



إنشاء ملفات صوتية بناءً على الإشارات:



وفي حيث قد تم الانتهاء من إنشاء ملفات صوتية بناءً على الإشارات، قد قام الفريق بالطلب من مئات الناطقين باللغة الإنجليزية بالاستماع إلى الجمل المنتجة من النظام الحاسوبي وتحديد الكلمات المفهومة، وقد سجل المستمعون 43% من التجارب بشكل مثالي، وذلك عندما كان لديهم 25 كلمة للاختيار من بينها، وكما أنّهم سجلوا نسبة 21% من التجارب بشكل مثالي عندما كان لديهم 50 خياراً، وكما قد تحسنت هذه النتائج بشكل تدريجي مع تزويد الشبكة العصبية الاصطناعية بمزيد من التدريب والإشارات.



قد يُمكّن ذلك في المستقبل من استخدام خوارزمية مدربة على كلام شخص ما لفك تشفير الكلمات من مريض آخر دون تدريب طويل وفق هذه التقنيات المبتكرة، وذلك عندما طلب الفريق من شخص واحد تقليد الكلام عن طريق تحريك الفم دون إبداء أي أصوات، حيث لم يعمل النظام بشكل جيد كما كان مع الكلمات المنطوقة.



الاعتماد على إشارات التحكم فقط:



امتاز هذا النظام بميزة رئيسية بالمقارنة مع باقي الأنظمة السابقة، وذلك أنه قد اعتمد فقط على إشارات التحكم من المناطق المحركة في الدماغ، و التي لا تزال تُرسل الإشارات حتى ولو كان الدماغ يخص شخصاً مصاب بالشلل، ولذلك يمكن أن يكون هذا الجهاز وسيلة مساعدة لهؤلاء الأشخاص الذين كانوا قادرين على الكلام في وقت سابق، قبل تعرضهم لإصابة ما أو بسبب عمل جراحي أو اضطرابات حركية قد أفقدتهم القدرة على الكلام، إذ يفقد الأشخاص عادة في مثل تلك الحوادث القدرة على السيطرة على عضلاتهم.